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BIOQUÍMICA – Rafaela Negri Via das pentoses Características gerais: -Também é conhecida como ““Desvio da Hexose- Monofosfato” ou “Via do 6-fosfogliconato”, -É um desvio da primeira etapa da glicólise, que produz NADPH e ribose-5-P, bem como outros monossacarídeos pentose, sendo a glicose-6- fosfato o precursor. -Rota oxidativa da glicose que não tem a função de produzir ATP -Nenhum ATP é produzido diretamente no ciclo. -Ocorre no citosol de todas as células, sendo a única fonte de NADPH para o eritrócito -Consiste de 2 reações de oxidação irreversíveis da glicose seguidas de uma série de interconversões reversíveis de açúcar-fosfato, que têm como função: o Fornecer a maior parte do NADPH, que funciona como agente redutor (única fonte de NADPH para o eritrócito); o Fornecer ribose-5-fosfato, necessária para a síntese de nucleotídeos (como DNA, RNA, coenzimas, entre outros); o Proporcionar um mecanismo para o uso de açúcares de cinco carbonos, obtidos da dieta ou da degradação de carboidratos estruturais. Importância do NADPH: É importante no sistema antioxidante: -NADPH será utilizado para reduzir a glutationa por meio da enzima glutationa-redutase -A glutationa reduzida é importante para a glutationa peroxidase reduzir o peróxido de hidrogênio à duas moléculas de água -Sem essa conversão, o peróxido de hidrogênio pode converter-se no radical hidroxila (potente espécie reativa do oxigênio) Também é importante no sistema citocromo P450: -É o agente redutor desse sistema Biossíntese de ácidos graxos: Desnaturação de ácidos graxos: Biossíntese do colesterol Síntese de Sais Biliares Síntese de Tetrahidrobiopterina: -Tetrahidrobiopterina é uma coenzima fundamental na conversão: o Do aminoácido essencial fenilalanina em tirosina o Da tirosina em catecolaminas o De triptofano em serotonina Sistema Imune: -No fagolisossomo, formado pela fusão do fagossomo com o lisossomo, o oxigênio molecular é reduzido à radical superóxido pela enzima NADPH oxidase (explosão respiratória). -Espontaneamente ou via SOD, o superóxido é convertido em peróxido de hidrogênio. A mieloperoxidase converte o peróxido de hidrogênio em ácido hipocloroso. Síntese de Óxido Nítrico: -O Óxido Nítrico é uma substância gasosa, que está envolvido na neurotransmissão (neruromodulador), na coagulação sanguínea BIOQUÍMICA – Rafaela Negri (inibe a adesão e agregação plaquetária); no controle da pressão arterial (causa vasodilatação) e imunológica (atividade bactericida para macrófagos). -Sua síntese ocorre a partir da ação da enzima NO-sintase sobre a Arg em uma reação dependente de NADPH, FMN, FAD, tetra- hidrobiopterina e heme. -NADPH é o agente redutor da reação Importância dos nucleotídeos: Estrutura dos Nucleotídeos Mono-, Di- e Trifosfatados: -A via das pentoses fornece ribose-5-fosfato para a formação de nucleotídeos, que são constituídos de uma base nitrogenada associada uma ribose ou desoxirribose, fosforilada com um 1, 2 ou 3 fosfatos -Os ribonucleotídeos fodem ser utilizados para a formação do RNA e os desoxirribonucleotídeos para a formação do DNA Metabolismo Energético (ATP) Componentes de Coenzimas: -Adenosinamonofosfato vai entrar na composição do NAD e NADPH, do FAD e da coenzima A Componentes de Coenzimas Mediadores fisiológicos: -AMPc e GMPc Precursores importantes: -GTP ® Tetrahidrobiopterina (BH4) Reações da via das pentoses: -É uma via de oxidação da glicose-6-fosfato FASE OXIDATIVA: -Cada mol de glicose-6-fosfato sofre descarboxilação oxidativa, gerando 2 mols de NADPH, 1 mol CO2 (originário do C1 da glicose) e 1 mol de ribulose-5-fosfato. o Primeira reação: Oxidação da glicose-6- fosfato a 6-fosfoglicono-lactona pela enzima glicose-6-fosfato desidrogenase, produzindo a primeira molécula de NADPH o Segunda reação: O 6-fosfoglicono-lactona gera 6-fosfogluconato pela ação da gluconolactonase o Terceira reação: O 6-fosfogluconato sofrerá uma descaboxilação oxidativa, pela ação da 6-fosfogluconato-desidrogenase, até ribulose-5-fosfato, produzindo a segunda e ultima molécula de NADPH FASE NÃO-OXIDATIVA: -A ribulose-5-fosfato é isomerizada a ribose-5- fosfato ou é epimerizada a xilulose-5-P. -Dependendo da necessidade da célula, a ribose- 5-fosfato pode entrar na rota de síntese de nucleotídeos ou ser convertida a intermediários da glicólise e gliconeogênese -É composta de reações reversíveis que, dependendo das necessidades, permitem que: § A ribulose-5-fosfato seja convertida em ribose-5-fosfato, para a síntese de nucleotídeos; ou § A ribulose-5-P (via ribose-5-P e xilulose-5- P) seja convertida em gliceraldeído-3-P e frutose-6-P, que podem gerar glicose-6-P (via gliconeogênese), para síntese de NADPH; BIOQUÍMICA – Rafaela Negri § O gliceraldeído-3-P e a frutose-6-P formem ribose-5-P, via reversão da transcetolase e transaldolase, para a síntese de nucleotídeos; ou, ainda, § O gliceraldeído-3-P e a frutose-6-P formem ATP na via glicolítica -Reações: o Primeira reação: Primeiro a ribulose-5- fosfato é convertida a ribose-5-fosfato e xilulose-5-fosfato o Segunda reação: Se a ribose-5-fosfato não for usada para a formação de nucleotídeos, ela e a xilulose-5-fosfato poderão serão convertidas nos intermediários gliceraldeído-3-fosfato e frutose-6-fosfato, por ação combinada das enzimas Transcetolase e Transaldolase: § Primeira reação da transcetolase: O gliceraldeído-3-P é produzido a partir da transferência de fragmentos de 2C da xilulose-5-P para a ribose-5-P § Reação da Transaldolase: A transaldolase transfere um fragmento de cetona de 3C da sedo-heptulose-7-fosfato para gliceraldeído-3-fosfato, gerando o intermediário da glicólise, frutose-6- fosfato § Segunda reação da transcetolase: gliceraldeído-3-fosfato e a frutose- 6-fosfato são produzidos a partir da transferência de fragmentos de 2C da xilulose-5-fosfato para a eritrose- 4-fosfato * Uma disfunção na atividade da transcetolase pode estar relacionada à deficiência de TPP, podendo levar à Síndrome de Wernicke- Korsakoff (relacionada ao abuso de álcool) - Ciclo completo ® 6 pentoses-fosfato se convertem em 5 hexoses-fosfato Regulação: -A enzima marcapasso da via das pentoses é a glicose-6-fosfato desidrogenase (primeira enzima que irá formar NADPH) -Ela é inibida alostericamente pelos níveis de NADPH (se eles estiverem altos, a enzima será reduzida) -Sua síntese é induzível pela insulina -A atividade da via das pentoses varia de acordo com tecido, sendo mais intensa em tecidos que sintetizam ácidos graxos ativamente ® fígado, tecido adiposo, rins e encéfalo BIOQUÍMICA – Rafaela Negri -A via das pentoses é ativa quando as taxas glicêmicas são altas: o Os níveis altos de insulina (no tecido adiposo) aumentam a permeabilidade à glicose; o Propiciam a síntese de ácidos graxos, que também é estimulada pela insulina. Deficiência de Glicose-6-fosfato-desidrogenase: -Doença hereditária, ligada ao X, causada por mais de 140 mutações diferentes no gene da glicose-6- fosfato-desidrogenase; -Manifestações clínicas frequentes: icterícia neonatal e anemia hemolítica, hemólise crônica (em indivíduos com a forma grave da doença). -A redução na glicose-6-fosfato-desidrogenase diminui a capacidade de formação de NADPH, essencial para a manutenção da glutationa reduzida, o que resulta em queda na destoxificação celular. -Embora ocorra em todas as células, a deficiência de glicose-6-fosfato-desidrogenase é mais grave no eritrócito, onde a via das pentoses é a única fonte de NADPH. O eritrócito não possui núcleo ou ribossomo, não podendo renovar seu suprimento de enzima, sendo mais vulnerável -A glutationa reduzida ajuda na manutenção dos estados reduzidos do –SH dasproteínas, incluindo a hemoglobina. -A oxidação, devido ao estresse oxidativo, leva à desnaturação protéica, incluindo a hemoglobina, formando massas insolúveis (os corpos de HEINZ) que atuam mecanicamente sobre a membrana do eritrócito. -A oxidação das proteínas e a lipoperoxidação lipídica dos componentes da membrana somada a ação mecanica dos corpos de Heinz tornam os eritrócitos rígidos e não deformáveis, causando sua remoção da circulação (hemólise). -Ocorre principalmente na África tropical, em partes do Oriente Médio e do Mediterrâneo, sul da Ásia, e Papua Nova Guiné, áreas onde há maior prevalência de malária, já que o parasita Plasmodium falciparum (transmissor da malária) é inibido em eritrócitos deficientes de G6PDH, pois é sensível ao dano oxidativo. Portanto, o genótipo deficiente em G6PDH foi mantido onde há prevalência de malária, como forma de proteção -Apenas em condições insuportáveis de estresse oxidativo (causado por fármacos, herbicidas ou divicina – feijão-fava) a deficiência de G6PDH pode causar problemas graves
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